[发明专利]一种利用吹气防积碳的离心喷嘴结构

说明书

本发明涉及一种利用吹气防积碳的离心喷嘴，其机构包括旋流芯、喷嘴芯、喷嘴外套等部件，喷嘴芯与喷嘴外套和旋流芯均采用过盈方式安装。进入喷嘴的燃油在旋流芯中旋流槽的离心力作用下，经过喷嘴喷油口以锥状喷雾形式进入燃烧室。喷嘴外套外侧开设一排直孔和斜孔，可有效利用喷嘴外套外侧的开孔进气吹除喷嘴端面的积碳，另一股空气通过喷嘴外套、喷嘴芯和旋流芯内部贯通的通孔对喷油口内部进行冷却降温和吹除，防止喷油口积碳堵塞。采用本方案的离心喷嘴结构紧凑简单，预防积碳和吹除积碳效果良好，可显著提高喷嘴使用寿命，提高维护周期，保证发动长期可靠工作。

技术领域

本发明属于航空发动机和燃气轮机燃烧室喷嘴技术领域，涉及一种离心喷嘴结构，特别涉及一种利用吹气来预防积碳的离心喷嘴结构。

背景技术

压力式离心喷嘴具有良好的机械可靠性，在很低的供油压力下具有良好的雾化特性，在较弱的油气混合强度下具有持续燃烧的能力，因此被广泛应用于航空发动机和燃气轮机燃烧室，尤其是中小型航空发动机。

离心喷嘴通常和旋流器匹配使用安装在燃烧室头部，喷雾在旋流空气作用下雾化蒸发，并与空气快速掺混，可以获得较好的燃烧特性。随着大涵道比民用低排放发动机和高温升燃烧室的需求，促进了分级燃烧技术的发展，燃烧区分成中心预燃级和主燃级，中心预燃级或称值班级一般采用离心喷嘴，在发动机低负荷状态下单独供油使用，可以保证较好的点火特性和熄火特性，并维持主燃级燃油的稳定燃烧。

但燃烧室头部富油燃烧时，未燃尽的碳烟颗粒在回流区被卷吸回来覆着在喷嘴端面，若不及时除去，喷嘴长时间工作后此处会积累大量未燃尽的碳；另一方面，由于喷嘴工作时长期处于高温环境中，在发动机停车切断燃油后，喷嘴内部仍会有少量余油，在高温下容易发生结焦，而离心喷嘴燃油流道尺寸较小，结焦积碳容易降低喷油口面积甚至堵塞喷油口，降低燃油雾化质量，进而影响燃烧室的点火和燃烧效率，影响发动机的后续使用。因此离心喷嘴常常需要定期从燃烧室上卸下进行维护保养清理，降低发动机的使用寿命，影响发动机的服役。

发明内容

(一)本发明解决的技术问题

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种利用吹气防积碳的离心喷嘴结构，该结构在喷嘴内部和喷嘴外套开设引气孔和引气通道，上游气流通过喷嘴内部的气流通道对喷嘴进行冷却降温，对喷油口内部的余油和油污进行吹除；上游另一部分空气通过喷嘴外套的直孔和斜孔对喷嘴的平直端面和内凹锥面分别进行吹扫，清除表面积碳；通过上述结构和吹气方案可以实现喷油口内部和喷嘴外端面清洁防污的目的，维持喷嘴良好的雾化，提高喷嘴使用寿命。

(二)本发明为解决其技术问题所采用的技术方案

一种利用吹气防积碳的离心喷嘴结构，至少包括一喷嘴外套、一旋流芯和一喷嘴芯，其特征在于，

所述旋流芯整体为一实心部件，包括一实心圆柱段以及一形成在所述实心圆柱段前端的实心圆锥段，所述旋流芯的实心圆锥段的外壁上沿周向开设有若干旋流槽，

所述喷嘴芯整体为一空心部件，包括一空心圆柱段以及一形成在所述空心圆柱段前端的空心圆锥段，所述空心圆锥段的前端内壁形成为流线型喷油口，所述旋流芯整体以不可相对旋转的方式同心插设在所述喷嘴芯的内腔中，且所述旋流芯前端的至少部分实心圆锥段位于所述喷嘴芯的空心圆锥段内，二者之间的空间形成旋流槽通道，所述喷嘴芯的空心圆柱段的内壁与所述旋流芯的实心圆柱段的外壁之间具有沿轴向延伸的间隙，所述间隙形成为供油通道，且所述供油通道与所述旋流芯通道连通，

所述喷嘴外套包括一筒状圆柱段以及一形成在所述筒状圆柱段前端的圆台段，所述圆台段的端面中心处形成一内凹锥面，所述内凹锥面的底壁背面中心处形成一锥形凹槽，所述锥形凹槽与内凹锥面连通，所述喷嘴芯整体以不可相对旋转的方式同心插设在所述喷嘴外套的内腔中，且所述喷嘴芯的空心圆锥段以流体密封的方式穿设在所述喷嘴外套的锥形凹槽内，